高一物理教案 力的合成

第5单元：力的合成

教学目标：

一、知识目标

1、理解力的合成和合力的概念

2、掌握力的平行四边形定则，会用作图法求共点力的合力。

3、要求知道合力的大小与分力间夹角的关系。

二、能力目标：

培养学生动手能力、物理思维能力

三、德育目标：

在实验的过程中，掌握正确的方法，结果要符合实验数据，培养学生实事求是的求实精神。

教学重点：

（1）理解合力与分力的关系

（2）力的平行四边形定则

教学难点：

合力的大小与分力间夹角的关系

教学方法：

实验归纳法

教学用具：

平行四边形定则演示器、钩码、弹簧秤、细线、三角板

学生每两人一组：方木板、白纸、弹簧秤（两个）、橡皮条、细绳两条、三角板、刻度尺、图钉（几个）

课时安排：

1课时

教学步骤：

一、导入新课

如图甲，一个力用力F可以把一筒水慢慢地提起，图乙是两个人分别用F1、F2两个力把同样的一筒水慢慢地提起。那么力F的作用效果与F1、F2的共同作用的效果如何？

学生：效果是一样的。

老师：那么力F就叫做F1与F2的合力，如果我们要求F1和F2的合力，就叫力的合成。我们这节课就来学习力的合成符合什么规律。

二、新课教学

（一）用投影片出示本节课的学习目标

1、知道共点力的概念

2、知道合力和分力是从力的效果的角度区分

3、掌握平行四边形定则，它是力的合成的基本法则

4、会用图示法求共点力的合力

5、知道矢量和标量的概念，知道它们有不同的运算规则。

（二）学习目标完成过程

1、请同学阅读P12，回答下列问题（出示投影片）

（1）一个力作用在物体上产生的与几个力共同作用在物体上的一样，那这个力就是这个力的。

（2）如果几个力都作用在物体的同一点，或者它们的相交于同一点，这几个力叫做共点力。

2、如何进行力的合成呢？请同学看下面实验（请一位同学上讲台帮忙）

（1）把放木板固定在黑板上，用图钉把白纸定字再生放木块上。

（2）用图钉把橡皮条一端固定在A点，结点自然状态在O点，结点上系着细绳，细绳的另一端系着绳套。

（3）用两弹簧秤分别勾住绳索，互成角度地拉橡皮条，使结点到达O′点。让学生记下O′的位置，用铅笔和刻度尺在白纸上从O′点沿两条细纸的方向画线，记下F1、F2的力的大小。

（4）放开弹簧秤，使结点重新回到O点，再用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到O′，读出弹簧秤的示数F，记下细绳的方向，按同一标度作出F1、F2和F1的力的图示。

（5）用三角板以F1、F2为邻边作平行四边形，在误差范围内，F几乎是F1、F2为邻边的平行四边形的对角线。

经过前人们很多次的、精细的实验，最后确认，对角线的长度、方向、跟合力的大小、方向一致，即对角线与合力重合，也就是说，对角线就表示F1、F2的合力。

（6）指导学生进行分组实验

观察学生实验情况，数据处理，要求操作的规范，遵从实验结果，尽量把误差减小到最小。

要求同学用平行四边形法则作出F1与F2的合力，与实际合力对照，相距多远，差距大不大。

总结：可见互成角度的两个力的合成，不是简单的斤两个力相加减，而是用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。这就要平行四边形定则。以后我们还要利用这个定则进行速度、加速度等的合成，只要是矢量的合成、就遵从平行四边形定则。

如果在实验中，对角线与合力相距比较远，那就找一找原因，是否有错误操作，即使操作完全正确，也会有实验误差，也不会完全重合。

这种情况很正常，一个规律的得出要很多人在很长时间里，进行许多此实验才总结出来，并不是一次实验就能得到。

3、运用平行四边形定则求互成角度的两个力的合力。

例：力F 1＝45N ，方向水平向右。力F 2＝60N ，方向竖直向上，用作图法求解合力F 的大小和方向。

解：选择某一标度，利用0.5cm 的长度表示15N 的力，作出力的平行四边形，用刻度尺量出对角线的长度L ，利用F ＝15N× 5

.0L 即可求出。 教师要在黑板上板演示。

（1）巩固训练：（出示投影片）

两个力互成30°角，大小分别为90N 和120N ，用作图法求出合力的大小和方向。

（2）如果是三个共点力作用在物体上，又如何求他们的合力呢？为什么可以这样求？ 学生讨论会得到：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，就得到其合力。因为每一次合成都遵从每两力与其合力产生共同效果的思想，所以可以这样合成。

（3）请同学完成P 13的思考与讨论。

提问，如果两个分力F 1、F 2，他们的夹角不定，求其合力的范围。（用作图法） 同学们用作图法得到：

F max =F 1+F 2(两力夹角为0°)

F min =F 1－F 2（两力夹角为180°，F 合于大的方向一致）

夹角在0°——180°之间，后介于 F min 与F max 之间。

总结：1、两个供电力的合力大于等于二力之差，小于等于二力之和。

2、合力F 可大于某一分力，也可以小于某一分力。

三、小结

这节课主要掌握利用平行四边形定则，用作图法求两共点力的合力，并且用作图法得出两力夹角不定的情况下，F 合取值范围，我们下课后要多动手练习，掌握这种方法。

四、作业

1、P 14 3、4

2、有F 1＝5N ，F 2＝8N ，F 3＝10N ，他们之间的夹角可以任意改变，求他们的最大合力和最小合力。

五、板书设计

1、

??

???共点力力的合成合力概念

2、力的合成遵循平行四边形。